CN1815508A - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents
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Abstract
输入在三维空间中定义的、在观察对象物的三维图像上表示从规定视点沿规定视线方向观察到的该观察对象物的位置的多个位置数据，并根据所述多个位置数据和包含所述规定视点以及所述规定视线方向的视线数据来计算在该视线方向的曲线断面。通过将所计算的该曲线断面上的三维图像沿视线方向投影到投影面上来生成并显示投影图像。
Description
发明领域
本发明涉及能够提供可容易把握观察对象的曲线断面形状的图像的图像处理方法和图像处理装置。
背景技术
近年来，在医疗用图像领域内所使用的图像处理装置使用组合了超声波诊断装置、X射线CT扫描、磁共振图像装置等医疗用图像设备。该图像处理装置通过高速化图像处理或提高解析度，能够提供有用于临床信息的各种图像，例如在手术前仿真等中，用于在调查血管的运行、消化道的肿瘤、斑点的形成、狭窄症等原因时所进行消化管腔图像化等之中。
在这样的图像处理装置中，作为现有从包含弯曲的观察对象物的三维图像容易看见对象物的断面显示方法，公知的有称之为Curved Multi-Planar Reformatting(Curved MPR：以下简称为“C-MPR”)。基于C-MPR的图像制作例如按照以下步骤来实施：
(1)在显示三维图像整体的图面上设定折线；
(2)构成包含垂直画面来设定的折线的断面(C-MPR断面)；
(3)将该断面上的像素值原样作为二维图像来显示。
图6为用于说明C-MPR图像(通过C-MPR生成的图像)的图。在本图中，规定C-MPR断面的折线由a、b、c、d四条直线构成。C-MPR图像是由垂直于包含各个折线画面的四个平面构成的，C-MPR为作为整体将不在平面上的像素值在一个平面上一并显示的方法，按照该方法能够从平面一次观察所构成的曲面上的图像。
同样地，还知道作为整体将未在平面上的像素值在一个平面上一并显示的其它方法，例如按照以下步骤来实施：
(1)在显示三维图像整体的画面上设定折线；
(2)构成包含垂直画面所设定折线的断面(C-PC断面)；
(3)在考虑视点仅将位于该断面上的像素值投影并显示到投影面。
在此，将该显示方法称之为Curved Plane Cut(C-PC)。
图7为C-PC图像的说明图。在本图中，右侧部分显示C-PC图像，以理解C-PC断面的形状是这样进行显示的。而且，还能够使C-PC断面整体旋转从不同视点进行观看。
发明内容
但是，在现有的断面显示方法中具有例如以下这样问题。
首先，因为C-MPR是将曲面展开到平面上的图像，不能够把握所观察对象物的形状。例如，在医用画像诊断中观看的是血管等弯曲的观察对象物，但因为局限于不能够指定用来理解观察对象物整体弯曲状况这样的曲面，不能够把握观察对象物整体的弯曲状况。
而且，根据所述C-MPR图像的说明可以明白，观察者在设定C-MPR断面时从与观看三维图像方向不同的方向来注视C-MPR图像。作为观察者在此时刻从与观看三维图像方向相同的方向注视观察对象物的断面是自然的。从而，该要求不能够通过C-MPR图像来满足。
另外，在一次使C-MPR图像显示后从不同方向观察观察对象物的情况(设定不同C-MPR的情况)，必须设定其它C-MPR断面。因为其是麻烦的操作，对观察者来说操作负担变大。在实际医疗现场，具有需要从各种各样方向观察包含血管断面的观察对象物的需求。从而，为了满足该需求，因为必须数次反复C-MPR断面的设定，并不现实。
并且，在C-PC图像中因为不是将由平面构成的曲面上的图像展开到平面上来显示，在涉及观察对象物的形状把握方面比C-MPR具有优势。但是，因为曲面的指定方法与C-MPR相同，在把握整体形状方面存在局限。
另外，还能够使C-PC断面整体旋转从不同方向进行观察。但是，C-PC断面本身是相同的，仅能够从不同方向注视相同数据。从而，在此时刻即使C-PC图像也不能够满足从与观看三维图像方向相同的方向来注视观察对象物断面的要求。
另外，在一度使C-PC图像显示后，从不同方向观察观察对象物的情况下，与C-MPR情况相同，必须设定其它的C-PC断面。因此，由于观察者必须要多次反复地进行C-PC断面的设定，所以并不现实。
鉴于上述问题的存在，本发明的目的是：提供在生成弯曲观察对象物断面图像的情况下，能够以更少操作负担来生成有用断面图像的图像处理装置以及图像处理方法。
根据本发明的一个方面，为一种图像处理装置，具有：在所输入的观察对象物的三维图像数据上，确定表示该观察对象物位置的多个位置数据的位置数据确定单元；根据所述多个位置数据和包含所希望的视线方向的视线数据，计算在该视线方向第一曲线断面的曲线断面计算单元；通过沿所述视线方向将与所述第一曲线断面上的所述三维图像数据或以所述第一曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上，来生成投影图像的投影图像生成单元；显示所述投影图像的显示单元。
根据本发明的其它方面，为一种医用图像诊断装置，具有：取得观察对象的三维图像数据的取得单元；在所述三维图像数据上，确定表示该观察对象物位置的多个位置数据的位置数据确定单元；根据所述多个位置数据和包含所希望视线方向的视线数据，计算在该视线方向第一曲线断面的曲线断面计算单元；通过沿所述视线方向将与所述第一曲线断面上的所述三维图像数据或以所述第一曲线断面为基准的范围相关的三维图像数据投影到投影面上，来生成投影图像的投影图像生成单元；显示所述投影图像的显示单元。
根据本发明的其它方面，为一种图像处理方法，具有：在所输入的观察对象物的三维图像数据上，确定表示该观察对象物位置的多个位置数据；根据所述多个位置数据和包含所希望的视线方向的视线数据，计算该视线方向的第一曲线断面；通过沿所述视线方向将所述第一曲线断面上所述三维图像数据或与以所述第一曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上，来生成投影图像；显示所述投影图像。
附图说明
图1示意根据本实施形态的图像处理装置10的模块结构图；
图2为示意图像处理部15结构的模块图；
图3为示意由本图像处理装置10所实施的曲线断面图像生成处理顺序的流程图；
图4为示意屏幕上点SPx，y和(Sxi，Syi)间距离Di例子的概念图；
图5A、5B为用于说明对包含大动脉的三维CT图像，实施本曲线断面图像生成处理所取得结果的图；图5C为用于说明本实施形态变形例1的图；
图6为用于说明作为观察对象物断面显示方法的C-MPR的概念图；
图7为用于说明作为观察对象物断面显示方法的C-PC的概念图；
图8为示意根据实施例1的血管内壁可视化处理流程的流程图；
图9为示意根据实施例2的血管内壁可视化处理流程的流程图；
图10为用于说明容积再现的不透明度分配的图；
图11为示意根据本实施例3的血管内壁可视化处理流程的流程图；
图12为用于对利用中血管中心线的非血液区域确定方法进行说明的图；
图13为示意沿动径方向的体积像素值变化的图；
图14为示意参考图像显示形态例子的图。
具体实施例
以下，根据附图说明本发明的第1和第2实施形态。并且，在以下说明中对于具有差不多相同功能及构成的构成要素附加相同附图标记，仅在必要情况进行重复说明。
并且，根据各实施形态的图像处理装置例如假定为在工作存储器上展开专用程序，实施后述图像处理的单独医疗用工作站。但是，主旨并不限定于此，也可以为内置到医疗图像专用浏览器、X射线计算机断层摄影装置、超声波诊断装置、磁共振图像装置等各种模型中的图像处理装置等。
而且，在各实施形态中三维图像不仅是所显示的图像，还意味所显示三维图像数据。该三维图像是定义在实空间(三维图像空是或容积空间)上，也称之为容积数据。
(第1实施形态)
图1示意根据本实施形态的图像处理装置10的模块结构图。如本图所示，图像处理装置10具有控制部11、主记录部13、外部记录部14、图像处理部15、收发部17、显示部19、输入部21。
控制部11作为系统整体的控制中枢，静态或动态地控制本图像处理装置10。
主记录部13记录经由网络由收发部17所接收的、由各种形式所收集的图像数据(并不拘泥于再构成的前后)。而且，主记录部13记录用于实施后述曲线断面图像生成处理的专用程序。
外部记录部14为磁盘(软盘、硬盘等)、光盘(CD-ROM、DVD等)、半导体存储器等记录媒体。也可以构成为该外部记录部14记录主记录部13记录的图像数据、程序等至少一部分。
图像15实施曲线断面图像生成处理。对于该图像处理部15的构成和曲线断面图像生成处理的内容在后面进行详细说明。
收发部17经由网络与各种医疗图像摄影装置(例如，X射线计算机断层摄影装置、超声波诊断装置、磁共振图像装置等)进行包含图像数据的各种数据的收发。
显示部19为以规定形态显示从三维图像投影部157所收取的投影图像的输出单元。
输入部21具有用于取回来自观察者(操作者)的各种指示·命令·信息的输入装置(鼠标或轨迹球、模式切换开关、键盘等)。
(图像处理部15的功能及构成)
图2为示意图像处理部15结构的模块图。如本图所示，本图像处理装置15具有三维图像记录部151、位置数据记录部152、曲线断面数据演算部153、曲线断面数据记录部154、视线数据变更部155、视线数据记录部156、三维图像投影部157。
并且，本图像处理部15的功能及构成例如能够通过将实施该处理的专用程序安装到该图像处理装置10，在控制部11的控制后，将其在读出并在图中未示的辅助记录部(存储器)上展开来实现。当然，也能够使本图像处理部15功能实施的程序存储到磁盘(软盘、硬盘等)、光盘(CD-ROM、DVD等)、半导体存储器等的记录媒体来发布。
本实施形态主旨并不限来由这样的软件来构成，例如也可以由图形卡等这样的硬件结构来实现图2所示至少一部分结构来实现。
三维图像记录部151记录从主记录部13读出的三维图像数据。
位置数据记录部152记录由输入部21、经由网络的其它装置、通过CD等自由装卸的外部记录装置等输入的规定位置数据(例如后述的作为三维图像内弯曲观察对象物的血管中心线数据)。
曲线断面数据演算部153分别输入从位置数据记录部152读出的血管中心线数据、从视线数据记录部156读出的视线数据，通过规定演算生成曲线断面数据。对于该演算在后面进行详细说明。
曲线断面数据记录部154记录由曲线断面数据演算部153所生成的曲线断面数据。
视线数据变更部155应答来自用于变更视线方向的输入部31的操作，生成视线数据。即视线数据变更部155根据来自输入部31的输入数据将鼠标或轨迹球等运动的方向和程度作为视点或视线方向的变化量，至少制作定义视线方向的视线数据。并且，视线数据也可以根据必需定义在其它视线方向的视点。
视线数据记录部156记录在视线变更部155中所制作的视线数据。
三维图像投影部157根据从三维图像记录部151读出的三维图像、从视线数据记录部156读出的视线数据，使用由控制部11所指示的投影方法生成投影三维图像的投影图像。所生成的投影图像输出到图像显示部29，以规定形态来显示。
而且，根据从三维图像记录部151读出的三维图像、从视线数据记录部156读出的视线数据、在曲线断面数据记录部154中所记录的曲线断面数据，实施规定投影处理，生成投影图像。对于该投影处理在后面进行详细说明。所生成的投影图像输出到图像显示部29，以规定形态来显示。
(曲线断面图像生成处理)
图3为示意由本图像处理装置10所实施的曲线断面图像生成处理顺序的流程图。如本图所示，本曲线断面图像生成处理由大致以下三步构成。
步骤S1：输入表示三维图像内观察对象物位置的多个位置数据。
步骤S2：根据多个位置数据和相对三维图像的视线数据，求得在视线方向的曲线断面。
步骤S3：根据所述视线数据将曲线断面上的三维图像投影到投影面上。
对于各步骤的处理，在以下详细进行说明。
[步骤S1]
在本步骤中，输入表示三维图像内观察对象物位置的多个位置数据。所输入的位置数据为n个(n为2或2以上自然数)，将位置数据整体表示为WK，i栏目位置数据WKi为下公式(1)这样的数据。
位置数据WKi：(Wxi，Wyi，Wzi) i＝0，1，2，...，n-1 (1)
在此，Wxi，Wyi，Wzi分别为实空间x座标、y座标和z座标。
[步骤S2]
在步骤S2中，根据在步骤S1中所输入的n个位置数据、视线数据，计算曲线断面。在本步骤中所实施的处理如图3的步骤S21～S23所示，由以下三个小步骤构成。
步骤S2-1：将位置数据座标从实空间座标系变换为屏幕座标系。
步骤S2-2：根据变换到屏幕座标的位置数据，求得屏幕上各点深度方向座标。
步骤S2-3：将所取得的屏幕座标系的各氮座标变换到实空间座标。
以下，对于在各小步骤中的处理进行说明。并且，在以下说明中，将从配置容积数据的实空间座标系向屏幕座标系的变换行列式标记为STW，而且，将其逆行列式标记为WTS。WTS为从屏幕座标系向实空间座标系的变换行列式。在此将STW和WTS总称为视线数据。
[步骤S2-1]
在本步骤S2-1中，进行根据下面公式(2)的行列式计算，求得在屏幕座标系中位置数据Ski座标，即(Sxi，Syi，Szi)。
t[Sxi Syi Szi1]＝STW t[Wxi Wyi Wzi1] (2)
在此，t[]意味着转置行列式。作为转置行列式内要素的1是STW用于添加2个座标系间任意量(平行移动量)而存在的。
[步骤S2-2]
在本步骤S2-2中，根据在步骤S2-2中取得的屏幕座标系的位置数据，求得在屏幕上各点(pixel)Sp屏幕座标系中深度方向数据。如果将屏幕上座标(Sx，Sy)点记述为Spx，y，深度方向(视线方向)数据为在屏幕座标系中求得z座标的值Sz(与深度方向相关的信息)，(Sx，Sy，Sz)的集合为表示求得的曲线断面的数据。
将变换到屏幕座标系的实空间位置数据Wki称为Ski。使用将Ski投影到屏幕的点(Sxi，Syi)，通过下面公式(3)计算SPx，y和(Sxi，Syi)间的距离Di(i＝0，1，2，...，n-1)。
并且，在图4中表示的是示意屏幕上点SPx，y和(Sxi，Syi)间距离的例子的概念图。
接着，根据图(4)、(5)求得Sz。
在此，di为加权，Di较小程度，即Ski为考虑接近点(Sxi，Syi)大小加权。
对于屏幕上全部点实施该计算时，得到表示求到曲线断面的数据。m为常数，其值如果为不太大的程度，为圆滑的曲线断面。并且，在Di为零的情况下，即，在SPx，y与位置数据Ski相同的情况下，Ski的z座标Szi为深度方向数据。
[步骤S2-3]
在本步骤S2-3中，将在步骤S2-2中求得的曲线断面(中间曲线断面)上的点座标(Sx，Sy，Sz)通过下面公式(6)变换到实空间座标。
t[WxWyWz1]＝WTS t[SxSySz1] (6)
由此得到的(Wx，Wy，Wz)的集合为在曲线断面实空间中的数据。
[步骤S3]
在步骤S3中实施使用在步骤S2中位于实空间的曲线断面数据来投影三维图像的投影处理。即，在本步骤S3中，对于屏幕各点(Sx，Sy)，得到位于对应在步骤S2-2中求得的座标(Sx，Sy，Sz)的实空间上的座标(Wx，Wy，Wz)的三维图像的像素值(voxel)V(Wx，Wy，Wz)，将其作为在(Sx，Sy)中的像素值进行投影处理。
图5A、(b)为用于说明对包含大动脉的三维CT图像，实施本曲线断面图像生成处理所取得结果的图。即由于图5A是将在步骤S2-2中取得的深度方向数据Sz作为图像来显示的，黑色部分意味着位于在白色部分前面。视线方向将CT图像设定为几乎从正面相对患者进行观察的方向，在步骤S2-2中m的值为8。而且，图5B为在步骤S3前实施的结果。清楚且容易显示从该视线方向观察到的大动脉整体断面形态，而且由于视线方向在此之前没有改变为观察的方向，对观察者来说是自然图像。并且，为了便于参考，在图像上重叠显示表示大动脉血管中心线位置曲线。
并且，作为位置数据，使用表示大动脉血管中心线位置的数据。在求大动脉血管中心线位置数据时，例如可以使用在“Ali Shahrokni et al，‘Fastskeltonization algorithm for 3-D elongated objects’，proceedings of SPIEvol.4322，pp323-330，2001”、“USP5,971,767”、“Onno Wink，WiroJ.Niessen，“Fast Delineation and Visualization of Vessels in 3-D AngiographicImages”，IEEE Trans.Med.Imag.，Vol.19，No.4,2000”等中所公开的方法。
(变形例1)
下面，对于本实施形态的变形例进行说明。本变形例是在步骤S3中采用对由步骤S2中得到的曲线断面附加厚度进行投影的投影方法。
即，在步骤S2中所取得的曲线断面上视线方向前后分别附加一定厚度，设定厚度为L像素值量这样的投影范围。在位于垂直屏幕各点的视线上，将通过该视线投影范围内像素值中最大像素值作为屏幕该点的象素值进行投影。该处理就是公知的名为最大值投影(Maximum IntensityProjection)的处理。
使用与图5A相同的三维CT图像和血管中心线数据，设定为L＝20，在图5C中示意由本变形例取得的图像。在本图中，不仅从该视线方向可以更加清楚所看到大动脉整体形态，还能够更加容易把握描写大动脉周边的血管、器脏、骨头。
而且，即使厚度不是一定的也没有妨碍。例如，也可以相对视线方向，从曲线断面投影位于内部的区域整体。另外，对于投影方向也可以为最大值投影以外的投影方法。例如使用不透明度和颜色进行投影所谓容积显示法等，能够根据需要适用各种各样的投影方法。
(变形例2)
下面，对于本实施形态其它变形例进行说明。本变形例是能够任意变更视线方向的。
即，视线数据变更部155根据由鼠标或轨迹球等输入部21的视线方向变更指示(例如向规定方向使指针移动规定量等指示)，计算视线的变化量，制作新视线数据。
曲线断面数据计算部17根据变更后的视线方向，计算屏幕座标上的曲线断面数据。而且，三维图像投影部157根据变更后的视线方向，生成投影实空间内曲线断面的投影图像。在图像显示部19中以规定形态来显示所得到的投影图像。
反复以上所述一连串处理后，每次操作者变更视线方向时，一次接一次制作·显示曲线断面图像。从而，操作者仅操作用于变更视线方向的输入部，就能够从各种各样方向观察弯曲的观察对象物的断面。并且，在步骤S3中实施与变形例1相同的投影处理情况，不用说也投影了具有包含曲线断面厚度的区域。
按照以上结构，能够得到以下效果。
按照本图像处理装置，根据包含弯曲观察对象的屏幕上的曲线断面求得实空间的曲线断面，投影具有该实空间的曲线断面上的数据或包含此曲线断面厚度的区域。从而，与在平面上展开弯曲的观察对象的断面来进行观察的现有方式相比，能够提供可以容易把握观察对象整体形态的投影图像。
而且，按照本图像处理装置，根据对应弯曲的观察对象所设定的位置数据和视线方向数据计算实空间曲线断面，通过将其投影，生成曲线断面图像。该实空间曲线断面根据变换到屏幕座标系的位置数据，对应视线方向，使用并求得屏幕上各点深度方向座标。从而，为了使用从与观察者观看三维图像相同方向观察到的实空间曲线断面来制作投影图像，与生成来自与观看三维图像不同方向的图像的现有技术相比，能够提供可以自然地观察弯曲的观察对象的投影图像。
而且，按照本图像处理装置，在使视线方向变化的情况下，即使不输入新的断面位置数据，制作从变化后的视线方向看见新的实空间曲线断面，使用其生成投影图像。与其对应，在现有的方式中，即使在使视线方向变化的情况下，限于没有输入新的断面位置数据，不能够生成新的断面图像。从而，与现有技术不同，即使在任意设定视线方向的情况下，也能够提供可以自然观察弯曲观察对象的投影图像。
(第2实施形态)
下面，对于本发明的第2实施形态进行说明。根据本实施形态的图像处理装置使用在第1实施形态中得到的曲线断面，还具有图像化血管内壁功能(血管内壁可视化功能)。以下，对于该功能内容以及基于其的处理，根据实施例进行说明。并且，为了以下说明方便，将在图3步骤S2中取得的曲线断面称为“第1种曲线断面”。而且，使用第1种曲线断面，将通过根据血管内壁可视化功能的处理所生成的曲线断面称为“第2种曲线断面”。
(实施例1)
实施例1通过将在第1种曲线断面上存在的血液区域从该血液区域向视线深度方向置换为最初出现的非血液区域，生成第2种曲线断面。
图8为示意根据本实施例的血管内壁可视化处理流程的流程图。首先，如本图所示，输入表示三维图像内观察对象物位置的多个位置数据(步骤S1)，根据所输入的多个位置数据和相对三维图像的视线数据，计算在视线方向的第1种曲线断面(步骤S2)。对于这些处理是与第1实施形态相同的。
下面，曲线断面数据计算部153判定在第1种曲线断面上是否存在具有规定范围内值(考虑血液的值)的像素值(步骤S3a)。其结果是判定在第1种曲线断面上不存在符合的像素值的情况下，三维图像投影部157通过根据视线数据将该第1种曲线断面上的三维数据投影到二维平面，生成显示图像(步骤S7a)。该处理与图3中处理相同。
另一方面，在判定为第1种曲线断面上存在具有规定范围内值像素的情况下，曲线断面数据计算部153通过提取符合的像素，规定在该第1种曲线断面上存在的血液范围(步骤S4a)。
曲线断面数据计算部153通过从血液区域内各位置沿视线深度方向判定像素值，规定具有未与血液对应的值的最初像素，来规定非血液区域(即血管内壁)(步骤S5a)。另外，曲线断面数据计算部153通过将第1种曲线断面上的血液区域置换为所规定的非血液范围，生成包含血管内壁的第2种曲线断面(步骤S6a)。
三维图像投影部157通过根据视线数据将所生成的第2种曲线断面上的三维数据投影到二维平面，生成显示图像(步骤S7a)。
(实施例2)
实施例2通过在去除在第1种曲线断面这边存在数据的剪切处理同时，通过进行向具有规定范围内值(考虑血液的值)的像素分配0或(相对对应组织地)低透明度的容积显示法，积极地图像化血管内壁。
图9为示意根据实施例的血管内壁可视化处理流程的流程图。首先，如本图所示，输入表示三维图像内观察对象物位置的多个位置数据(步骤S1)，根据所输入的多个位置数据和对三维图像的视线数据，计算在视线方向的第1种曲线断面(步骤S2)。对于这些处理是与第1实施形态相同的。
接着，三维图像投影部157将第1种曲线断面作为剪切面，进行去除比第1种曲线断面这边存在数据的剪切处理(步骤S3b)。而且，三维图像投影部157使用剪切的数据，实施具有向对应如图10所示血液值的像素分配低透明度(或透明度0)的容积显示法处理(步骤S4b)。由此，能够生成可视化血管的容积显示法图像。并且，能够将分配给具有与血液对应的值的像素的不透明度设定为任意值。
(实施例3)
实施3是通过使用在第1实施形态中取得血管中心线规定血管内壁，将其与第1种曲线断面上的血液区域置换来生成第2种曲线断面的。
图11为示意根据本实施例的血管内壁可视化处理流程的流程图。首先，如本图所示，输入表示三维图像内观察对象物位置的多个位置数据(步骤S1)，根据所输入的多个位置数据和对三维图像的视线数据，计算在视线方向的第1种曲线断面(步骤S2)。对于这些处理是与第1实施形态相同的。
曲线断面数据计算部153判定在第1种曲线断面上是否存在具有与血液对应的值的像素(步骤S3c)。其结果是判定在第1种曲线断面上不存在符合的像素的情况下，三维图像投影部157通过根据视线数据将该第1种曲线断面上的三维数据投影到二维平面，来生成显示图像(步骤S7c)。该处理与图3的步骤S3处理相同。
另一方面，在判定第1种曲线断面上存在具有规定范围内值像素的情况下，曲线断面数据计算部153通过提取符合的像素，规定在该第1种曲线断面上存在血液区域(步骤S4c)。
曲线断面数据计算部153如图12所示，从血管中心线沿动径方向对于全角度判定像素值，例如通过以每角度规定如图13所示像素值在规定阈值以上变化的最初像值，来规定非血液区域(即血管内壁)(步骤S5c)。另外，曲线断面数据计算部153通过将第1种曲线断面上的血液区域从该血液区域沿视线深度方向置换为更深位置存在的非血液区域，生成包含血管内壁的第2种曲线断面(步骤S6c)。
三维图像投影部157通过根据视线数据将所生成的第2种曲线断面上的三维数据投影到二维平面，来生成显示图像(步骤S7c)。
并且，在本实施例步骤S5c中，代替像素值的变化率，也可以以像素值本身为基准规定血管内壁。即判定从血管中心线沿动径方向的像素值，通过规定具有未与血液对应的值的最初像素，能够规定血管内壁。
通过以上所述各种方法所生成的血管内壁可视化图像在显示部19中单独或以例如图14随参考图像的形态来显示。在此，参考图像为从相同视线方向图像化与以第1或第2实施形态方法取得的显示图像相同对象的。作为典型例子可以举例为来自与相同对象相关的相同视线方向的容积显示法图像。该参考图像也可以为以任意各种形态取得的图像。而且，以图14的各种形态显示的情况下，例如最好在变更血管内壁可视化图像的视线方向、扩大率等时，与其同步也变更参考图像的视线方向、扩大率等。
显示部19也可以随可视化如图5B、5C所示血液图像来显示血管内壁可视化图像。而且，显示部19根据需要，也可以同步地同时显示血管内壁可视化图像、可视化血液的图像、参考图像。
按照上述结构，能够得到以下效果。
按照本图像处理装置，能够从如同图5B、5C所示的血液血管图像中去除血液，生成并显示使血管内壁显现的血管内壁可视化图像。从而，能够自由地观察现有技术不可以观察的血管内壁，可以有助于医疗行为实质上的提高。
而且，血管内壁可视化图像能够随参考图像对应显示。从而，观察者能够通过参考图像在以血管内壁可视化图像相互关联细节部分同时来观察诊断部位整体。另外，通过并用在第1实施形态中取得的图像，能够对应目的自由地观察血管内血液的有/无状态。其结果是能够在提供并得到新诊断信息同时，扩展诊断信息选择自由度。
并且，本发明不仅限定于上述各实施形态其原样，而且在实施阶段能够在不脱离其要点的范围内变形并具体化构成要素。作为具体的变形例例如为以下这样。
在上述各实施形态中，例如以实施从对三维CT图像的位置数据设定到曲线断面投影图像一连串处理的图像处理装置为例进行说明。与其相对，例如也可以构成为使用在主记录部13中预先记录的位置数据、曲线断面数据、视线数据等至少一个，生成曲线断面的投影图像。在这样的情况下，因为使用预先记录的数据，能够省略由观察者的输入操作等，而且能够省略规定数据生成处理操作。
而且，通过适宜地组合上述实施形态所公开的多个构成要素，能够形成各种发明。例如也可以从实施形态所示的全部构成要素中削除几个构成要素。而且，也可以适宜地组合涉及不同实施形态的构成要素。
Claims (27)
1、一种图像处理装置，其特征在于，具有：
在所输入的观察对象物的三维图像数据上，规定表示该观察对象物的位置的多个位置数据的位置数据规定单元；
根据所述多个位置数据和包含所希望视线方向的视线数据，计算在该视线方向上的第1曲线断面的曲线断面计算单元；
通过沿所述视线方向将所述第1曲线断面上的所述三维图像数据或与以所述第1曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上来生成投影图像的投影图像生成单元；和
显示所述投影图像的显示单元。
2、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：所述曲线断面计算单元使用与所述各位置数据的所述视线方向相关的深度信息来计算所述第1曲线断面。
3、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：所述曲线断面计算单元使用按照与所述多个位置数据的距离而系数变化的加权，来计算所述第1曲线断面。
4、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：
所述曲线断面计算单元，
将在所述三维图像数据上设定的所述多个位置数据变换到屏幕座标系上，使用与该屏幕座标系上的所述各位置数据的深度相关的信息来计算所述屏幕座标系上的中间曲线断面；
通过将所述中间曲线断面逆变换到三维空间上来计算在所述视线方向上的所述第1曲线断面。
5、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：
还具有变更所述视线数据的视线变更单元；
所述曲线断面计算单元在通过所述视线变更单元变更了所述视线数据的情况下，使用变更后的所述视线数据来计算所述第1曲线断面。
6、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：
所述曲线断面计算单元，
根据构成所述三维图像数据的各像素值来规定在所述第1曲线断面上存在的血液区域和从该血液区域沿所述视线方向最初出现的非血液区域，
通过置换在所述第1曲线断面上存在的所述血液区域和所述非血液区域来生成第2曲线断面；
所述投影图像生成单元通过沿所述视线方向将所述第2曲线断面上的所述三维图像数据或与以所述第2曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上来生成所述投影图像。
7、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：
所述投影图像生成单元，
通过实施从所述观察对象物的三维图像中去除在所述第1曲线断面这边存在的数据的剪切处理来生成剪切数据；
使用所述剪切数据，对于具有与血液对应的值的像素实施对组织分配相对较低的不透明度的容积再现来生成所述投影图像。
8、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：
所述曲线断面计算单元，
根据所述多个位置数据和构成所述三维图像数据的各像素值的变化率，来规定在所述第1曲线断面上存在的血液区域和从该血液区域沿所述视线方向最初出现的非血液区域，
通过置换在所述第1曲线断面上存在的所述血液区域和所述非血液区域来生成第2曲线断面；
所述投影图像生成单元通过沿所述视线方向将所述第2曲线断面上的所述三维图像或与以所述第2曲线断面为基准区域相关的三维图像投影到投影面上，来生成所述投影图像。
9、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：所述显示单元与从所述视线方向图像化了所述观察对象物的参考图像相对应来同时显示所述投影图像。
10、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于：所述位置数据为与血管中心线相关的数据。
11、一种医用图像诊断装置，其特征在于，具有：
取得观察对象的三维图像数据的取得单元；
在所述三维图像数据上规定表示该观察对象物位置的多个位置数据的位置数据规定单元；
根据所述多个位置数据和包含所希望视线方向的视线数据来计算在该视线方向上的第1曲线断面的曲线断面计算单元；
通过沿所述视线方向将所述第1曲线断面上的所述三维图像数据或与以所述第1曲线断面为基准的区域相关的三维图像投影到投影面上来生成投影图像的投影图像生成单元；和
显示所述投影图像的显示单元。
12、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：所述曲线断面计算单元使用与所述各位置数据的所述视线方向相关的深度信息来计算所述第1曲线断面。
13、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：所述曲线断面计算单元使用按照与所述多个位置数据的距离而系数变化的加权，来计算所述第1曲线断面。
14、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：
所述曲线断面计算单元，
将在所述三维图像数据上设定的所述多个位置数据变换到屏幕座标系上，使用与该屏幕座标系上的所述各位置数据的深度相关的信息来计算所述屏幕座标系上的中间曲线断面，
通过将所述中间曲线断面逆变换到三维空间上，来计算在所述视线方向上的所述第1曲线断面。
15、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：
还具有变更所述视线数据的视线变更单元；
所述曲线断面计算单元在通过所述视线变更单元变更了所述视线数据的情况下，使用变更后的所述视线数据来计算所述第1曲线断面。
16、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：
所述曲线断面计算单元，
根据构成所述三维图像数据的各像素值来规定在所述第1曲线断面上存在的血液区域和从该血液区域沿所述视线方向最初出现的非血液区域，
通过置换在所述第1曲线断面上存在的所述血液区域和所述非血液区域来生成第2曲线断面；
所述投影图像生成单元通过沿所述视线方向将所述第2曲线断面上的所述三维图像数据或与以所述第2曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上，来生成所述投影图像。
17、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：所述投影图像生成单元，
通过实施从所述观察对象物的三维图像中去除在所述第1曲线断面这边存在的数据的剪切处理来生成剪切数据，
使用所述剪切数据，对于具有与血液对应的值的像素实施对组织分配了相对较低的不透明度的容积再现来生成所述投影图像。
18、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：
所述曲线断面计算单元，
根据所述多个位置数据和构成所述三维图像数据的各像素值的变化率来规定在所述第1曲线断面上存在的血液区域和从该血液区域沿所述视线方向最初出现的非血液区域，
通过置换在所述第1曲线断面上存在的所述血液区域和所述非血液区域来生成第2曲线断面；
所述投影图像生成单元通过沿所述视线方向将所述第2曲线断面上的所述三维图像或与以所述第2曲线断面为基准的区域相关的三维图像投影到投影面上，来生成所述投影图像。
19、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：所述显示单元与从所述视线方向图像化了所述观察对象物的参考图像相对应，来同时显示所述投影图像。
20、如权利要求11所述医用图像诊断装置，其特征在于：所述位置数据为与血管中心线相关的数据。
21、一种图像处理方法，其特征在于，具有以下步骤：
在所输入的观察对象物的三维图像数据上规定表示该观察对象物的位置的多个位置数据；
根据所述多个位置数据和包含所希望视线方向的视线数据来计算在该视线方向上的第1曲线断面；
通过沿所述视线方向将所述第1曲线断面上的所述三维图像数据或与以所述第1曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上，来生成投影图像；
显示所述投影图像。
22、如权利要求21所述图像处理方法，其特征在于：在计算所述第1曲线断面时，使用与所述各位置数据的所述视线方向相关的深度信息来计算所述第1曲线断面。
23、如权利要求21所述图像处理方法，其特征在于：计算所述第1曲线断面时，使用按照与所述多个位置数据的距离而系数变化的加权来计算所述第1曲线断面。
24、如权利要求21所述图像处理方法，其特征在于，还具有以下步骤：
根据构成所述三维图像数据的各像素值来规定在所述第1曲线断面上存在的血液区域和从该血液区域沿所述视线方向最初出现的非血液区域，
通过置换在所述第1曲线断面上存在的所述血液区域和所述非血液区域来生成第2曲线断面；
通过沿所述视线方向将所述第2曲线断面上的所述三维图像数据或与以所述第2曲线断面为基准的区域相关的三维图像数据投影到投影面上，来生成投影图像。
25、如权利要求1所述图像处理装置，其特征在于还具有以下步骤：
通过实施从所述观察对象物的三维图像数据中去除在所述第1曲线断面这边存在的数据的剪切处理来生成剪切数据；
使用所述剪切数据，对于具有与血液对应的值的像素实施对组织分配了相对较低的不透明度的容积再现来生成投影图像。
26、如权利要求21所述图像处理方法，其特征在于，还具有以下步骤：
根据所述多个位置数据和构成所述三维图像数据的各像素值的变化率来规定在所述第1曲线断面上存在的血液区域和从该血液区域沿所述视线方向最初出现的非血液区域；
通过置换在所述第1曲线断面上存在的所述血液区域和所述非血液区域来生成第2曲线断面；
通过沿所述视线方向将所述第2曲线断面上的所述三维图像或与以所述第2曲线断面为基准的区域相关的三维图像投影到投影面上，来生成投影图像。
27、如权利要求21所述图像处理方法，其特征在于：在显示所述投影图像时，与从所述视线方向图像化了所述观察对象物的参考图像相对应来同时进行显示。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20100127 |